JP7089237B2

JP7089237B2 - ターボファンエンジンの発電機冷却システム

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Publication number: JP7089237B2
Application number: JP2021534526A
Authority: JP
Inventors: 直喜関; 敏和小林; 將太郎石井
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2019-07-24
Filing date: 2020-02-19
Publication date: 2022-06-22
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Description

本開示は、ターボファンエンジンのホットセクションに配置された発電機及び当該発電機と接続された送電線を冷却するためのシステムに関する。

ターボファンエンジンは、最前部に配置されたファンと、ファンの後方にファンと同軸に配置されたコアエンジンとから構成されている。

２軸のターボファンエンジンの場合、コアエンジンは、前部（上流側）から後部（下流側）へ向かって順に、低圧圧縮機、高圧圧縮機、燃焼器、高圧タービン及び低圧タービンを備え、高圧タービンのロータは高圧シャフトを介して高圧圧縮機のロータを、低圧タービンのロータは低圧シャフトを介して低圧圧縮機及びファンのロータを、それぞれ回転駆動する。なお、高圧及び低圧シャフト（メインシャフト）は、いずれも中空のシャフトであり、低圧シャフトは高圧シャフトの内部に配置されている。

ターボファンエンジンの運転中、ファンにより吸引され圧縮された空気の一部はコアエンジンに流入し、ファン及び低圧圧縮機の回転駆動源である低圧タービンを駆動するための高温高圧ガスの発生に寄与し、残部はコアエンジンをバイパスして後方から排出され、推力の大部分の発生に寄与する。

ところで、航空機に搭載されたターボファンエンジンは、エンジン制御装置に加えて、機体に搭載された電気・電子機器に電力を供給するために、メインシャフトから抽出された動力により駆動される発電機を備えている。

従来のターボファンエンジンにおいては、その前部に配置されたフロントフレームの内部に設けられたＰＴＯ（Power Take-Off；動力抽出）シャフトを介して、高圧シャフトから動力を抽出し、これを、フロントフレームの近傍（例えば、ファンのケーシングの外側、コアエンジンを包囲するコアカウルの内側（高圧圧縮機のケーシングの外側）など）に配置されたＡＧＢ（Accessory Gear Box；補機歯車装置）を介して、当該ＡＧＢに取り付けられた発電機に伝達していた。

しかしながら、近年の航空機においては、機体に搭載された電気・電子機器の電力需要が増大する傾向にある。これは、環境負荷の低減、信頼性の向上等を目的として、舵面や降着装置を操作するアクチュエータの駆動源を、エンジン（又は航空機に搭載されたＡＰＵ（Auxiliary Power Unit；補助動力装置））の動力により生成された油圧から電気に変更したり、キャビンの空気調和のソースをエンジンから抽出された空気から電動コンプレッサにより生成された空気に変更したりしているためである。

そのため、近年のターボファンエンジンにおいては、増大する電力需要に応えるべく、高圧シャフトの動力により回転駆動される発電機（上述）に加えて、低圧シャフトの動力により回転駆動される発電機の採用が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１が開示するターボファンエンジン（turbo-fan gas turbine engine (10)）においては、継手機構（coupling mechanism (44)）を介して低圧シャフト（low pressure shaft (24)）により駆動される発電機（electric machine (32)）が、タービン排気ケース（turbine exhaust case）等の支持構造（support structure (42)）に取り付けられたテールコーン（tail cone (30)）の内部に配置されている（FIG.2参照）。

ここで、テールコーンは、ターボファンエンジンのホットセクション（燃焼器及びこれよりも下流の部位）に位置しており、その内部は、周囲を流れるタービン排気（通常、最高約６００℃）の影響により高温となる。そのため、そこに配置された発電機を過熱による損傷から保護するためには、テールコーンの内部を冷却する必要がある。

特許文献１が開示するターボファンエンジンにおいては、テールコーンに冷却流体入口（cooling fluid inlet (46)）及び冷却流体出口（cooling fluid outlet (48)）が設けられており、空気のような冷却流体を循環させることにより、テールコーンの内部が冷却されるようになっている。

特許文献１は、上述した冷却流体としての空気の供給源について言及していないが、当該供給源は、ターボファンエンジンの主流流路（作動流体である空気の流路）のうち、エンジンのレーティングにかかわらず、発電機の使用上限温度（例えば、約２００℃）を超えない温度の空気を抽出可能な部位とすべきである。そのような部位として、ターボファンエンジンのファン出口（より厳密には、ファン出口案内翼の後縁）が挙げられる。

米国特許第９，００３，８１１号明細書

しかしながら、ターボファンエンジンのファン出口から抽出される空気は、上述したようにその温度は十分に低いものの、エンジンのレーティングが低い場合（例えば、アイドルなど）には、その圧力も低くなり、テールコーンの内部までの供給経路における圧力損失により、十分な流量が供給され得なくなる。その一方で、タービン排気は、エンジンのレーティングが低い場合であっても、発電機の使用上限温度を超える温度となっているため、テールコーンの内部に供給される冷却空気の流量が不足することにより、発電機が過熱して損傷する虞がある。

一方、テールコーンの内部に発電機を配置した場合、エンジン制御装置や機体に搭載された電気・電子機器に電力を供給するための送電線は、ターボファンエンジンのホットセクションを経て敷設されることになるため、外部から加熱されるうえ、上述した電力需要の増大に対応した大電流を送給することにより、大量の熱を発する。したがって、当該送電線も適切に冷却する必要があるが、この点について、特許文献１は言及していない。

本開示は、以上に鑑みてなされたものであって、ターボファンエンジンのホットセクションに配置された発電機及び当該発電機と接続された送電線を、エンジンのレーティングにかかわらず適切に冷却することができるシステムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示のシステムは、ジャンクションボックスと、前記ターボファンエンジンのバイパス流路のうちファン出口より下流側の部位から抽出された空気を前記ジャンクションボックスへ供給するためのバイパス空気配管と、前記ターボファンエンジンのコア流路のうち圧縮機出口より上流側の部位から抽出された空気を前記ジャンクションボックスへ供給するためのコア空気配管と、前記ジャンクションボックスから前記発電機が収容された空間まで延びると共に、内部に前記送電線が収容された冷却空気配管と、を備え、前記バイパス空気配管及び前記コア空気配管のそれぞれの下流端には、互いに独立して開閉制御可能なバルブが設けられている。

本開示のシステムによれば、ターボファンエンジンのホットセクションに配置された発電機及び当該発電機と接続された送電線を、エンジンのレーティングにかかわらず適切に冷却することができるという、優れた効果を得ることができる。

本開示の実施形態のシステムを採用したターボファンエンジンの概略断面図である。本開示の実施形態のシステムにおけるジャンクションボックスの構造を示す一部破断斜視図である。本開示の実施形態のシステムにおける発電機周りの冷却空気の流れを示す概略図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本開示の実施形態のシステムを採用したターボファンエンジン１の概略断面図である。

ターボファンエンジン１は、最前部に配置されたファン２と、ファン２の後方にこれと同軸に配置されたコアエンジン３と、から構成されている。

ファン２は、略円筒状のファンケース２１と、ファンケース２１の内部において回転可能に支持されたファンロータ（ファンディスク）２Ｒと、ファンロータ２Ｒの外周に周方向に等間隔に取り付けられた複数のファンブレード（動翼）２２と、後述するバイパス流路２０に周方向に等間隔に取り付けられた複数のファン出口案内翼（静翼）２３と、を備えている。

ファンケース２１は、略円筒状のナセル２４によって取り囲まれており、当該ナセル２４は、パイロンＰを介して、ターボファンエンジン１を搭載する航空機の主翼（図示省略）と連結されている。

コアエンジン３は、略円筒状のコアカウル３８によって取り囲まれており、当該コアカウル３８は、流線形の断面を有する中空の支柱である上部バイファケーションＢＵ及び下部バイファケーションＢＬを介して、ナセル２４と連結されている。

２軸のターボファンエンジン１の場合、コアエンジン３は、前部（上流側）から後部（下流側）へ向かって順に、低圧圧縮機３１、高圧圧縮機３２、燃焼器３３、高圧タービン３４及び低圧タービン３５を備え、高圧タービン３４のロータ３４Ｒは高圧シャフト３６を介して高圧圧縮機３２のロータ３２Ｒを、低圧タービン３５のロータ３５Ｒは低圧シャフト３７を介してファン２のロータ２Ｒ及び低圧圧縮機３１のロータ３１Ｒを、それぞれ回転駆動する。

なお、高圧シャフト３６及び低圧シャフト３７は、いずれも中空のシャフトであり、低圧シャフト３７は高圧シャフト３６の内部に配置されている。

また、低圧タービン３５の後方には、ベアリング３７Ｂを介して低圧シャフト３７の後端部を回転可能に支持するタービン排気フレーム４が配置されている。タービン排気フレーム４は、径方向外側の環状のアウタリング４１と径方向内側の環状のインナリング４２とを備え、両リングは、周方向に等間隔に配置された複数の中空のストラット（支柱）４３によって連結されている。アウタリング４１は、その前端において低圧タービン３５のケーシング３５Ｃに連結されており、インナリング４２は、その後端において略円錐状のテールコーン４４を支持している。テールコーン４４は、少なくともその一部が、後述するコアノズル３９の流路の径方向内側境界を画定している。

ターボファンエンジン１の運転中、ファン２のファンブレード２２により吸入され圧縮された空気の一部はコアエンジン３の環状のコア流路３０に流入し、残部はナセル２４とコアカウル３８の間に形成された環状のバイパス流路２０に流入する。

コア流路３０に流入した空気は、低圧圧縮機３１及び高圧圧縮機３２において順次圧縮された後、燃焼器３３に流入する。燃焼器３３において燃料の燃焼により発生した燃焼ガスは、高圧タービン３４及び低圧タービン３５において順次膨張し、コアノズル３９を経て排出される。

バイパス流路２０に流入した空気は、ファン出口案内翼２３を通過する際に静圧が回復すると共に旋回速度成分が除去された後、バイパスノズル２５を経て排出され、推力の大部分の発生に寄与する。

本開示の実施形態のシステムを採用したターボファンエンジン１においては、テールコーン４４の内部に、発電機Ｇが配置されている。より厳密には、発電機Ｇは、タービン排気によって加熱されたテールコーン４４からの放射入熱を遮蔽するためのヒートシールド４５の内部に配置されている。なお、テールコーン４４及びヒートシールド４５のそれぞれの後端部には、後述する冷却空気配管６１を経て供給される冷却空気を排出するために、それぞれテールコーン排気孔４４Ａ及びヒートシールド排気孔４５Ａが設けられている。

発電機Ｇの入力軸は低圧シャフト３７の後端と連結されており、当該低圧シャフト３７によって回転駆動される。なお、発電機Ｇの入力軸と低圧シャフト３７は、直接的に連結されてもよいし、継手機構を介して連結されてもよい。

また、図示された実施例においては、ナセル２４内のファンケース２１の外周にコンバータＣが配置されており、発電機ＧとコンバータＣは送電線５０を介して接続されている。なお、発電機Ｇは３相交流を発生させるように構成されており、発電機ＧとコンバータＣは、各相に対応する３本の送電線５０を介して接続されている（図では、１本の送電線５０のみを示している）。

送電線５０は、図１においては概略的に示されているが、発電機Ｇが配置されているテールコーン４４の内部から、タービン排気フレーム４の中空のストラット４３の内部を経てコアカウル３８の内部の空間に入り、低圧タービン３５のケーシング３５Ｃの外周、高圧タービン３４のケーシング３４Ｃの外周及び燃焼器３３のケーシング３３Ｃの外周を順次経て、後述するジャンクションボックス６０に至る送電線５１と、ジャンクションボックス６０から中空の上部バイファケーションＢＵの内部を経てナセル２４の内部の空間に入り、コンバータＣに至る送電線５２とから成っている。

送電線５１は、ターボファンエンジン１のホットセクション（燃焼器３３及びこれよりも下流に位置する相対的に高温の部位）に敷設されているため、以下においては高温部送電線５１と称することにする。また、送電線５２は、ターボファンエンジン１のコールドセクション（ホットセクションを除く相対的に低温の部位）に敷設されているため、以下においては低温部送電線５２と称することにする。

高温部送電線５１は、上述したように、ターボファンエンジン１のホットセクションに敷設されているため、低圧タービン３５のケーシング３５Ｃ、高圧タービン３４のケーシング３４Ｃ及び燃焼器３３のケーシング３３Ｃからの入熱により加熱されるうえ、大電流の送給に伴って大量の熱を発するため、適切に冷却する必要がある。また、テールコーン４４の内部に配置された発電機Ｇも、コアノズル３９を通過するタービン排気の影響により高温となるため、適切に冷却する必要がある。

そこで、本開示の実施形態のシステムにおいては、テールコーン４４の内部に冷却空気を供給するための冷却空気配管６１が設けられると共に、高温部送電線５１が当該冷却空気配管６１の内部に収容されている。

冷却空気配管６１は、高圧圧縮機３２のケーシング３２Ｃの外周（コールドセクション）に配置されたジャンクションボックス６０から、燃焼器３３のケーシング３３Ｃの外周、高圧タービン３４のケーシング３４Ｃの外周及び低圧タービン３５のケーシング３５Ｃの外周を順次経てタービン排気フレーム４の外周に至り、そこからタービン排気フレーム４の中空のストラット４３の内部を経て、テールコーン４４内のヒートシールド４５の内部にまで達している。

一方、ジャンクションボックス６０には、バイパス流路２０のうちファン出口（より厳密には、ファン出口案内翼２３の後縁）より下流側の部位から空気（ファン出口空気又はバイパス空気）を抽出してジャンクションボックス６０に供給するためのバイパス空気配管６２と、コア流路３０のうち高圧圧縮機３２の出口より上流側から空気（コア空気）を抽出してジャンクションボックス６０に供給するためのコア空気配管６３とが接続されている。

そして、バイパス空気配管６２及びコア空気配管６３の下流端（ジャンクションボックス６０との接続部位の直上流）には、それぞれ互いに独立して開閉制御可能なバイパス空気オン／オフ弁６２Ｖ及びコア空気オン／オフ弁６３Ｖが配置されている。これらのオン／オフ弁６２Ｖ及び６３Ｖ（バルブ）は、後述するように、ターボファンエンジン１の運転条件に応じて、一方が開き（オン状態）、他方が閉じる（オフ状態）ように制御される。

コア空気配管６３は、圧縮機（低圧圧縮機３１及び高圧圧縮機３２）のケーシングのうち、高圧圧縮機３２の出口より上流側に位置する部位に設けられた抽気口（図示省略）に接続されており、コア空気は当該抽気口を経て抽出される。抽気口が設けられる部位は、コア空気オン／オフ弁６３Ｖが開くターボファンエンジン１の運転条件において、当該抽気口からジャンクションボックス６０を経て冷却空気配管６１に供給されるコア空気が、発電機Ｇ及び高温部送電線５１を許容上限温度以下に保つための要件（圧力及び温度）を満たすような部位とされる。具体的には、より低温の空気を抽出するためにはより上流側に抽気口を設けることが望ましいが、（コア空気配管６３及び冷却空気配管６１における管路抵抗に抗して）より大きな流量の空気を抽出するためにはより下流側に抽気口を設けることが望ましいため、抽気口が設けられる部位は、これらのトレードオフを通じて決定される。

図２は、本開示の実施形態のシステムにおけるジャンクションボックス６０の構造を示す一部破断斜視図である。

ジャンクションボックス６０は、平面視において等脚台形（前部）と長方形（後部）が組み合わされた形状を有する中空の筐体６４と、筐体６４の内部に配置された整流板６５と、筐体６４の上面壁６４Ｕに配置された低温部送電線導出ポート６６とを備えている。

また、筐体６４の前面壁６４Ｆ及び下面壁６４Ｌには、それぞれ貫通孔が設けられており、当該貫通孔には、それぞれ上述したバイパス空気オン／オフ弁６２Ｖ及びコア空気オン／オフ弁６３Ｖが接続されている。

図示した実施例においては、筐体６４の後面壁６４Ｒに３つの貫通孔が設けられており、これらの貫通孔に３本の冷却空気配管６１が接続されている。

また、各冷却空気配管６１の内部には、それぞれ１本の高温部送電線５１が収容されている。これら合計３本の高温部送電線５１は、発電機Ｇで発生した３相交流の各相に対応して設けられたものである。また、３本の高温部送電線５１は、発電機ＧからコンバータＣへ大電流を送給する必要があることから、銅製の棒に絶縁コーティングを施したバスバーとして構成されている。

上述した３本の高温部送電線５１に対応して、筐体６４の上面壁６４Ｕに配置された低温部送電線導出ポート６６からは、３本の低温部送電線５２が導出されている。３相交流の各相の高温部送電線５１と低温部送電線５２は、図示は省略しているが、ジャンクションボックス６０の筐体６４の内部で接続されている。なお、両送電線は、直接的に接続されてもよいし、筐体６４の内部に配置された端子盤を介して接続されてもよい。

ジャンクションボックス６０には、後述するように、バイパス空気オン／オフ弁６２Ｖ及びコア空気オン／オフ弁６３Ｖのいずれか一方を経て、バイパス空気（ファン出口空気）又はコア空気が流入するが、流入した空気を３本の冷却空気配管６１に均等に分配するために、筐体６４の内部には２枚の整流板６５が配置されている。これらの整流板６５は、筐体６４の内部において後面壁６４Ｒから前面壁６４Ｆに向かって、コア空気オン／オフ弁６３Ｖが接続された貫通孔の近傍まで延びている。

図３は、本開示の実施形態のシステムにおける発電機周りの冷却空気の流れを示す概略図である。

発電機Ｇは、低圧シャフト３７と連結された発電機ロータ（回転子）ＧＲと、当該発電機ロータＧＲの外周を取り囲むように配置された有底円筒状の発電機ステータ（固定子）ＧＳとから成っており、その外周を上述したヒートシールド４５が取り囲んでいる。

ヒートシールド４５の前部には貫通孔が設けられており、当該貫通孔には、タービン排気フレーム４の中空のストラット４３の内部に配置された冷却空気配管６１の末端（下流端）が差し込まれている。また、当該冷却空気配管６１の内部に収容された高温部送電線５１の末端が、ヒートシールド４５の内部において、発電機ステータＧＳの前面と接続されている。更に、有底円筒状の発電機ステータＧＳの底部に相当する後壁ＧＳＲには貫通孔が設けられ、当該貫通孔にはチェックバルブＣＶが取り付けられている。

冷却空気配管６１を経て供給された冷却空気は、ヒートシールド４５の内部の空間に流入した後、矢印Ｆで示すように、発電機ロータＧＲと発電機ステータＧＳの間に形成された環状の間隙を通過し、その際に発電機ロータＧＲ及び発電機ステータＧＳを冷却する。その後、冷却空気は、発電機ステータＧＳの後壁ＧＳＲに取り付けられたチェックバルブＣＶ、ヒートシールド排気孔４５Ａ、テールコーン排気孔４４Ａを順次経て、外部に排出される。チェックバルブＣＶは、冷却空気の逆流（更には、テールコーン排気孔４４Ａ及びヒートシールド排気孔４５Ａを経てタービン排気が侵入すること）を防止するために設けられている。

なお、図３においては１本の冷却空気配管６１（及び高温部送電線５１）のみを示しているが、上述したように、発電機Ｇで発生した３相交流の各相に対応して、冷却空気配管６１（及び高温部送電線５１）は３本設けられている。ここで、冷却空気配管６１が通過するタービン排気フレーム４のストラット４３の中空部の寸法は、特にターボファンエンジン１の周方向において比較的小さいため、２本以上の冷却空気配管６１を通過させることは通常は不可能である。そのため、それぞれの冷却空気配管６１（及び高温部送電線５１）は、例えば連続して隣り合う３つのストラット４３の内部に配置される。この場合、ヒートシールド４５の内部の空間からストラット４３の内部を経てコアカウル３８の内部の空間に入った３本の冷却空気配管６１（及び高温部送電線５１）は、低圧タービン３５のケーシング３５Ｃの外周、高圧タービン３４のケーシング３４Ｃの外周及び燃焼器３３のケーシング３３Ｃの外周を順次経る際に、周方向において互いに接近し集合するように敷設され、ジャンクションボックス６０に至る。

以上のように構成された本開示の実施形態のシステムの作動態様について、以下で説明する。

ここで、ファン出口空気（バイパス空気）の圧力が、バイパス空気配管６２及び冷却空気配管６１における管路抵抗に抗して十分な流量の空気をテールコーン４４の内部に供給するために必要な下限値となるターボファンエンジン１のレーティングを、抽気切り換えレーティング（所定の下限レーティング）と称することにする。

本開示の実施形態のシステムは、ターボファンエンジン１が、抽気切り換えレーティング及びこれよりも高いレーティングで運転されている場合は、バイパス空気オン／オフ弁６２Ｖが開かれ、コア空気オン／オフ弁６３Ｖは閉じられる。このとき、ジャンクションボックス６０には、バイパス空気配管６２を経てバイパス空気のみが流入し、当該バイパス空気は、冷却空気配管６１を経てテールコーン４４の内部に供給され、高温部送電線５１及び発電機Ｇを冷却する。冷却に供されたバイパス空気は、その後、上述したように、発電機ステータＧＳの後壁ＧＳＲに取り付けられたチェックバルブＣＶ、ヒートシールド排気孔４５Ａ、テールコーン排気孔４４Ａを順次経て、外部に排出される。

一方、ターボファンエンジン１が、抽気切り換えレーティングよりも低いレーティングで運転されている場合は、コア空気オン／オフ弁６３Ｖが開かれ、バイパス空気オン／オフ弁６２Ｖは閉じられる。このとき、ジャンクションボックス６０には、コア空気配管６３を経てコア空気のみが流入し、当該コア空気は、冷却空気配管６１を経てテールコーン４４の内部に供給され、高温部送電線５１及び発電機Ｇを冷却する。冷却に供されたバイパス空気は、その後、上述したように、発電機ステータＧＳの後壁ＧＳＲに取り付けられたチェックバルブＣＶ、ヒートシールド排気孔４５Ａ、テールコーン排気孔４４Ａを順次経て、外部に排出される。なお、コア空気配管６３を経てジャンクションボックス６０に流入したコア空気が、バイパス空気配管６２を逆流してバイパス流路２０に流出することを確実に防止するために、バイパス空気配管６２のうちバイパス空気オン／オフ弁６２Ｖより上流側の部位に、チェックバルブを設けてもよい。

このように、本開示の実施形態のシステムによれば、ターボファンエンジン１が相対的に高いレーティングで運転されている場合は、高温部送電線５１及び発電機Ｇを冷却するための空気としてファン出口空気（バイパス空気）のみが抽出され、コア空気は抽出されないので、エンジン性能の低下を抑制することができる。一方、ターボファンエンジン１が相対的に低いレーティングで運転されている場合は、ファン出口空気（バイパス空気）によって高温部送電線５１及び発電機Ｇを十分に冷却することができないため、これらを冷却するための空気としてコア空気が用いられる。これにより、ターボファンエンジン１が如何なるレーティングで運転されている場合であっても、高温部送電線５１及び発電機Ｇを適切に冷却することが可能となる。

なお、以上においては、バイパス空気オン／オフ弁６２Ｖ及びコア空気オン／オフ弁６３Ｖの切り換え（開閉）を、ターボファンエンジン１のレーティングに基づいて行う場合について説明したが、当該切り換えは、ファン出口空気の圧力を検出するセンサの出力信号に基づいて行われてもよい。この場合、センサにより検出されたファン出口空気の圧力が所定の下限値以上である場合は、バイパス空気オン／オフ弁６２Ｖが開かれ、コア空気オン／オフ弁６３Ｖは閉じられる。一方、センサにより検出されたファン出口空気の圧力が所定の下限値未満である場合は、コア空気オン／オフ弁６３Ｖが開かれ、バイパス空気オン／オフ弁６２Ｖは閉じられる。

また、以上においては、冷却空気配管６１（及び高温部送電線５１）が３本設けられる場合について説明したが、これらの配管及び送電線の数は、任意である。更に、以上においては、発電機Ｇに接続された送電線５０が、ナセル２４内のファンケース２１の外周に配置されたコンバータＣと接続される場合について説明したが、送電線５０を介して発電機Ｇと接続される電気機器及びその配置は、任意である。ただし、当該電気機器は、ターボファンエンジン１のコールドセクション又はパイロンＰ及びこれよりも機体側に配置される。

（本開示の態様）
本開示の第１の態様のシステムは、ジャンクションボックスと、前記ターボファンエンジンのバイパス流路のうちファン出口より下流側の部位から抽出された空気を前記ジャンクションボックスへ供給するためのバイパス空気配管と、前記ターボファンエンジンのコア流路のうち圧縮機出口より上流側の部位から抽出された空気を前記ジャンクションボックスへ供給するためのコア空気配管と、前記ジャンクションボックスから前記発電機が収容された空間まで延びると共に、内部に前記送電線が収容された冷却空気配管と、を備え、前記バイパス空気配管及び前記コア空気配管のそれぞれの下流端には、互いに独立して開閉制御可能なバルブが設けられている。

本開示の第２の態様のシステムにおいて、前記発電機は、タービン排気フレームによって支持されたテールコーンの内部に配置され、前記ジャンクションボックスは、高圧圧縮機のケーシングの外周に配置されており、前記冷却空気配管は、前記ジャンクションボックスから前記発電機が収容された空間まで至る経路上で、前記タービン排気フレームの中空のストラットの内部を通過する。

本開示の第３の態様のシステムにおいて、前記ターボファンエンジンのレーティングが所定の下限レーティング以上である場合は、前記バイパス空気配管の下流端に設けられた前記バルブが開かれる一方、前記コア空気配管の下流端に設けられた前記バルブは閉じられ、前記ターボファンエンジンのレーティングが所定の下限レーティング未満である場合は、前記コア空気配管の下流端に設けられた前記バルブが開かれる一方、前記バイパス空気配管の下流端に設けられた前記バルブは閉じられる。

１ターボファンエンジン
４タービン排気フレーム
２０バイパス流路
３２Ｃ高圧圧縮機のケーシング
４３ストラット
４４テールコーン
５０送電線
５１高温部送電線
５２低温部送電線
６０ジャンクションボックス
６１冷却空気配管
６２バイパス空気配管
６２Ｖバイパス空気オン／オフ弁（バルブ）
６３コア空気配管
６３Ｖコア空気オン／オフ弁（バルブ）
Ｇ発電機

Claims

ターボファンエンジンのホットセクションに配置された発電機及び当該発電機と接続された送電線を冷却するためのシステムであって、
ジャンクションボックスと、
前記ターボファンエンジンのバイパス流路のうちファン出口より下流側の部位から抽出された空気を前記ジャンクションボックスへ供給するためのバイパス空気配管と、
前記ターボファンエンジンのコア流路のうち圧縮機出口より上流側の部位から抽出された空気を前記ジャンクションボックスへ供給するためのコア空気配管と、
前記ジャンクションボックスから前記発電機が収容された空間まで延びると共に、内部に前記送電線が収容された冷却空気配管と、を備え、
前記バイパス空気配管及び前記コア空気配管のそれぞれの下流端には、互いに独立して開閉制御可能なバルブが設けられている、システム。
前記発電機は、タービン排気フレームによって支持されたテールコーンの内部に配置され、
前記ジャンクションボックスは、高圧圧縮機のケーシングの外周に配置されており、
前記冷却空気配管は、前記ジャンクションボックスから前記発電機が収容された空間まで至る経路上で、前記タービン排気フレームの中空のストラットの内部を通過する、請求項１に記載のシステム。
前記ターボファンエンジンのレーティングが所定の下限レーティング以上である場合は、前記バイパス空気配管の下流端に設けられた前記バルブが開かれる一方、前記コア空気配管の下流端に設けられた前記バルブは閉じられ、
前記ターボファンエンジンのレーティングが所定の下限レーティング未満である場合は、前記コア空気配管の下流端に設けられた前記バルブが開かれる一方、前記バイパス空気配管の下流端に設けられた前記バルブは閉じられる、請求項１又は２に記載のシステム。